Valutare le risposte fisiologiche a seguito della supplementazione di aria con una concentrazione elevata di ossigeno tramite il prodotto UltraOxy in diverse tipologie di soggetti e attività fisiche.

Oltre a ciò, si è cercato di definire modalità e mezzi pratici di supplementazione durante la pratica sportiva.

A tanulmány célja felmérni az UltraOxy nevű termék nagy koncentrációjú, kiegészítő oxigénjére adott fiziológiai reakciókat különféle alanyok és mozgásformák esetében.

A tanulmány célja emellett meghatározni a sporttevékenységek során alkalmazott oxigénpótlás eszközeit és módszereit.

Ad oggi in letteratura scientifica esistono poche ricerche riguardanti la supplementazione di ossigeno tramite dispositivi portatili.

Alcuni studi hanno osservato miglioramenti della performance in somministrazioni di aria iperossica tramite maschere con strumentazioni stazionarie (Cardinale, 2018); le poche ricerche condotte non hanno indagato approfonditamente le risposte fisiologiche e le modalità di applicazione di questa sostanza.

La supplementazione di ossigeno è stata spesso associata a terapie cliniche in pazienti neurologici o con problematiche respiratorie (White, 2013).

La performance sportiva è legata sia al miglioramento del risultato in gara che al miglioramento delle capacità di recupero nel breve, medio e lungo periodo tra le competizioni.

Il miglioramento della performance e l’ossigeno sono spesso messi in relazione con i cambiamenti fisiologici dovuti all’esercizio in altitudine oppure con le metodologie di alterazione della pressione parziale tramite camere iperbariche (Bailey,1997; Wilber, 2004).

Al contrario la supplementazione di ossigeno tramite dispositivi portatili potrebbe essere un nuovo approccio metodologico sia in ambito sportivo che clinico, osservando soprattutto le ultime ricerche effettuate con strumentazioni stazionarie.

Ad oggi pochi studi riportano delle linee guida sulle modalità di supplementazione in termini di tempo di applicazione e numero di insufflazioni.

Alcuni studi hanno solamente sottolineato come le variazioni fisiologiche fossero dipendenti dalla più elevata concentrazione di O2 inalato oppure hanno evidenziato miglioramenti in termini di lavoro svolto (Heller, 1995), così come concentrazioni tissutali maggiori portino ad un recupero più rapido soprattutto in attività intermittenti (Nummela, 2002), senza però studiare gli aggiustamenti cardiorespiratori e metabolici.

Indagare pertanto le risposte fisiologiche e cardiorespiratorie, oltre a definire dei mezzi e metodi per prescrivere una supplementazione efficace, si rivela un’interessante area di studio.

Egészen mostanáig kevés olyan kutatás lelhető fel a tudományos irodalomban, amely a hordozható készülékekkel történő oxigénpótlásról szól.

Néhány esetben jobb teljesítményt figyeltek meg magas oxigéntartalmú levegő maszkkal ellátott, rögzített készüléken keresztül történő biztosítása esetén (Cardinale, 2018). A pár lefolytatott kutatásban nem vizsgálták részletesen az erre az anyagra adott fiziológiai reakciót és az alkalmazás módszereit.

Neurológiai vagy légzőszervi problémák klinikai terápiájához gyakran társul oxigénpótlás (White, 2013).

A sportteljesítmény kapcsolatban áll a jobb versenyeredményekkel, valamint a versenyek közötti fokozott regenerálódással rövid, közepes és hosszú távon is.

A jobb teljesítmény és az oxigén gyakran olyan fiziológiai változásokhoz társul, amelyek magaslati edzés vagy a parciális nyomást túlnyomásos kamrákkal megváltoztató módszerek eredményei (Bailey, 1997; Wilber, 2004).

Ezzel szemben a hordozható készülékekkel történő oxigénpótlás új módszertani megközelítés lehet a sportban és a klinikai gyakorlatban egyaránt, kiváltképp a rögzített készüléket vizsgáló legújabb kutatásokat tekintve.

FKevés kutatás ad útmutatást a pótlás alkalmazási idejére és a belégzések számára nézve. Néhány kutatás csak azt emelte ki, hogy a fiziológiai eltérések a belélegzett O₂ imagasabb koncentrációjától függnek, vagy javulást mutattak ki az elvégzett munka tekintetében (Heller, 1995), vagy megállapították, hogy a magasabb szöveti koncentráció gyorsabb regenerálódáshoz vezet, különösen időszakos aktivitás esetében (Nummela, 2002), ugyanakkor ezek a kutatások nem vizsgálták a szív- és légzőszervi, valamint metabolikus változásokat.

Ezért érdekes kutatási területnek számít a fiziológiai, valamint szív- és légzőszervi reakciók vizsgálata a hatékony pótlásra szolgáló eszközök és módszerek meghatározásával egyetemben.

Il protocollo sperimentale ha preso in considerazione diverse tipologie di sport con relativi modelli prestativi di riferimento. Sono stati scelti per lo studio le seguenti attività sportive: Calcio, Endurance (Corsa, Ciclismo) e CrossFit.

TA kísérleti protokoll többfajta sportágat figyelembe vett az ezekhez kapcsolódó teljesítménymodell mellett. A következő sporttevékenységek kerültek kiválasztásra a tanulmányban: labdarúgás, állóképességet növelő sportok (futás, kerékpározás) és CrossFit.

Complessivamente nello studio sono stati valutati 20 soggetti.

Tutti e 20 i partecipanti hanno eseguito un test BASALE (T0), senza utilizzare alcuna forma di supplemento e con le stesse modalità di esercizio della successiva prova fatta con il supplemento di Aria respirabile 21% O2 oppure Ossigeno respirabile (UltraOxy).

Il consumo di ossigeno medio delle prove è stato di 40,7 ± 5,2 e 46,0 ± 6,3 ml/Kg/min nelle due prove BASALE T0 mentre di 39,4 ± 5,1 e 46,2 ± 6,0 ml/Kg/min nelle due prove Texp (ARIA e O2; 8 x BREATH).

Il valore medio dei parametri cardiorespiratori e metabolici delle prove BASALE (T0), Texp (ARIA) e di Texp (O2; 8 x BREATH) è riportato nella tabella di seguito.

Tra la condizione BASALE (T0) v Texp (ARIA) non è stata trovata alcuna differenza significativa nei parametri studiati.

Nel confronto tra la condizione BASALE (T0) e la Texp (8 x BREATH O2) sono risultati significativamente differenti (entrambi p < 0,01) il parametro ventilatorio di RF (freq. respiratoria) e di TAU (cinetica del sistema respiratorio).

Il valore complessivo medio di RF è stato di 47,3 ± 10,1 (T0) mentre di 43,6 ± 9,0 nella Texp (O2, 8 x BREATH).

Le TAU sono risultate invece pari a 49,8 ± 12,8 sec (T0) e 42,1 ± 12,7 sec nella Texp (O2, 8 x BREATH).

Összesen 20 alany került kiértékelésre a kutatásban.

Mind a 20 résztvevő teljesített egy próbát a KIINDULÁSI SZINTEN (T₀), pótlás nélkül, és ugyanezek az edzési eljárások kerültek felhasználásra egy ezt követő próbán 21%-os O₂ tartalmú belélegezhető levegő vagy tiszta belélegezhető oxigén (UltraOxy) biztosítása mellett.

A próbákon az átlag oxigénfelvétel 40,7 ± 5,2 és 46,0 ± 6,3 ml/kg/min volt a két KIINDULÁSI T₀ tpróbán, továbbá 39,4 ± 5,1 és 46,2 ± 6,0 ml/kg/min a két Texp próbán (LEVEGŐ és O₂; 8 LÉLEGZETVÉTEL).

Az alábbi táblázatban látható a szív- és légzőszervi, valamint metabolikus paraméterek átlagértéke a KIINDULÁSI (T₀),Texp (levegő) és Texp (O₂; 8 LÉLEGZETVÉTEL) teszteken. A KIINDULÁSI SZINT (T₀) és a Texp (levegő) próbán mért paraméterek között nem volt szignifikáns különbség.

A KIINDULÁSI SZINT (T₀) ) és a Texp 8 LÉLEGZETVÉTEL O₂-vel) összehasonlításakor az RF (légzésgyakoriság) paraméter és a TAU (légzőrendszer kinetikája) szignifikánsan eltért egymástól (mindkettő p<0,01)..

Az RF átlagértéke 47,3 ± 10,1 volt KIINDULÁSI SZINTEN (T₀)

továbbá 43,6 ± 9,0 a Texp (O2, 8 LÉLEGZETVÉTEL) próbán.

A TAU 49,8 ± 12,8 s volt (T₀) KIINDULÁSI SZINTEN és 42,1 ± 12,7 s a Texp (O₂,LÉLEGZETVÉTEL) próbán.

L’obiettivo dello studio sperimentale è stato quello di misurare le risposte fisiologiche a seguito della supplementazione di ossigeno tramite bombola portatile UltraOxy in diverse tipologie di soggetti e sport. Inoltre, si è cercato di definire se un preciso protocollo sperimentale di applicabilità di UltraOxy (8 respiri entrambi PRE – DURANTE esercizio) durante la pratica sportiva fosse più efficace rispetto ad un altro.
L’osservazione degli adattamenti è stata fatta in acuto (all’interno dell’arco temporale di esercizio) durante l’esecuzione di diverse forme di attività fisica.

A tal proposito è importante dare indicazione che l’uso di supplementi di ossigeno tramite inalazione è escluso dalla lista dei metodi proibiti

Ad oggi alcune aziende stanno investendo in questo settore anche se la letteratura in questo campo metodologico è assai scarna e solo recentemente sono state riportate alcune evidenze riguardo il miglioramento delle prestazioni fisiche mediante l’utilizzo di supplementi di aria altamente concentrata di ossigeno.
Gli studi più recenti hanno analizzato gli adattamenti fisiologici in seguito alla supplementazione di aria iper-ossigenata rispetto alle variazioni di lattato ematico, SpO2 e FC. Oltre a questi, vengono spesso indagate la percezione dello sforzo (RPE) e la capacità cognitiva.

Alcuni studi invece hanno valutato le risposte post-esercizio in termini di stress ossidativo-infiammatorio. La maggior parte degli studi ha riportato evidenze seppur senza indagare approfonditamente la componente cardiorespiratoria.

Il presente studio pilota è il primo ad aver misurato le risposte cardiorespiratorie alla somministrazione tramite inalazione di ossigeno respirabile.

In acuto è possibile osservare come la cinetica di attivazione dell’apparato respiratorio e la frequenza respiratoria dei soggetti siano significativamente inferiori nel gruppo Texp (O2; 8x BREATH) rispetto al controllo BASALE T0.

In generale, il corpo regola la frequenza respiratoria in modo dinamico per mantenere un equilibrio tra l’apporto di ossigeno e l’eliminazione di anidride carbonica, garantendo così una corretta funzione dell’organismo.

Sappiamo che questa regolazione risponde a stimoli di tipo nervoso o chimico.

La regolazione avviene principalmente attraverso il sistema nervoso in base alle esigenze del corpo in termini di apporto di ossigeno e rimozione di anidride carbonica.

Il centro respiratorio, situato nel tronco encefalico, gioca un ruolo chiave in questo processo.

L’ipotesi del presente studio è che laddove la condizione sperimentale prevedeva l’insufflazione di aria iper-concentrata di ossigeno (O2), in sufficienti quantità e flussi (8 x BREATH), vi è stato un apporto tale di ossigeno da modulare il controllo nervoso periferico (legato alla componente chimica) di risposta respiratoria.

Infatti, il parametro di RF, frequenza respiratoria è risultato significativamente inferiore (p < 0,01) nella condizione BASALE T0 47,3 ± 10,1 (T0) rispetto al Texp (O2; 8x BREATH) 43,6 ± 9,0.

È importante notare che solamente la condizione 8 x BREATH ha permesso di apportare un quantitativo minimo di aria iper-ossigenata in grado di modificare le risposte respiratorie neuro-mediate in quanto probabilmente tale flusso e quantità (circa 30-40 sec di inspirazione) sono sufficientemente efficaci.

Il numero di insufflazioni è in linea con alcuni studi che hanno riportato anch’essi miglioramenti prestativi sfruttando metodi simili (8 respiri / 30-45sec).

Questa risposta adattiva alla diminuzione degli atti respiratori al minuto si è associata anche alla presenza di TAU, cinetiche di risposta del VO2 più rapide e significativamente differenti sempre nel gruppo sperimentale rispetto al controllo, (49,8 ± 12,8 sec BASALE (T0) e 42,1 ± 12,7 sec nella Texp (8x BREATH O2); p < 0,01).

La “TAU” del consumo di ossigeno (o “time constant” del consumo di ossigeno) si riferisce infatti a un parametro utilizzato per descrivere la risposta dinamica del sistema di consumo di ossigeno in risposta a cambiamenti di input o stimoli.

Matematicamente rappresenta il tempo necessario per il consumo di ossigeno di un organismo per raggiungere il 63,2% della variazione totale in risposta a una perturbazione, che nel nostro studio va associata alla supplementazione di aria con ossigeno iper-concentrato.
‍

La TAU è influenzata da diversi fattori, tra cui la genetica, l’età, il livello di allenamento, la salute del soggetto e la specificità dell’esercizio fisico svolto.

Per quanto riguarda il meccanismo di controllo della cinetica del VO2, sono state proposte 2 ipotesi opposte.

Una di queste suggerisce che il tasso di aumento di VO2 all’inizio dell’esercizio è limitato dalla capacità di consegna di ossigeno al muscolo attivo.

L’altra ipotesi suggerisce che la capacità dell’uso dell’ossigeno nell’esercizio muscolare agisce come il fattore limite del tasso aumento del VO2.

Queste ipotesi sono ancora in discussione, sicuramente dal punto di vista sportivo e della salute è stato dimostrato come TAU più basse e rapide siano associabili a migliori prestazioni (Dupont, 2005; Dupont, 2010), minori debiti di ossigeno (EPOC) e soprattutto tempi di recupero più veloci grazie ad un’accelerata risposta adattiva (Xu, 1999).

Esempi di TAU di alcuni soggetti testati:

A tanulmány célja felmérni az UltraOxy hordozható palackban lévő kiegészítő oxigénre adott fiziológiai reakciókat különböző alanyok és sportágak esetén. A tanulmány célja emellett annak megállapítása volt, hogy az UltraOxy alkalmazásának specifikus kísérleti protokollja (8 lélegzetvétel testmozgás előtt és alatt) hatásosabb volt-e a többi protokollnál. Az adaptációkat akut elrendezésben (edzés közben) figyeltük meg különféle fizikai tevékenységek közben.

Fontos megjegyezni, hogy a belélegezhető kiegészítő oxigén nem szerepel a tiltott módszerek listáján.

Annak ellenére, hogy nem áll rendelkezésre kiterjedt irodalom ezzel a témával kapcsolatban, és hogy csak nemrég bukkantak fel bizonyítékok arra nézve, hogy a magas koncentrációjú oxigénpótlás fokozhatja a fizikai teljesítményt, jelenleg néhány vállalat jelenleg épp ebbe a területbe fektet be.
Újabb keletű kutatások az oxigénnel dúsított levegő biztosítását követő fiziológiai adaptációt elemezték a vér laktáttartalmának, az SpO₂ és a szívfrekvenciának a változásait vizsgálva. RAz észlelt megterhelést (RPE) és a kognitív kapacitást gyakran vizsgálják ezen tényezőkkel együtt.

SNéhány tanulmány az edzés utáni reakciókat is értékelte az oxidatív és gyulladásos stressz vonatkozásában. A legtöbb kutatás bizonyítékokat vonultat fel, jóllehet a szív- és légzőszervi komponens alaposabb vizsgálata nélkül.

Ez a kísérleti tanulmány az első, amely a belélegezhető oxigén belélegzésére adott szív- és légzőszervi reakciókat méri.

Akut elrendezésben meg lehet figyelni, hogy a légzőrendszer felvételi kinetikája és a vizsgálati alanyok légzési gyakorisága szignifikánsan alacsonyabb a Texp (O₂; 8 LÉLEGZETVÉTEL) teszteken, mint a KIINDULÁSI T₀ kontrollhelyzetben.

Általánosságban véve a szervezet dinamikusan szabályozza a légzés gyakoriságát az oxigénbevitel és a szén-dioxid ürítése közötti egyensúly fenntartása érdekében, gondoskodva a szervezet megfelelő működéséről.

Tudjuk, hogy ez a szabályozás reagál az idegrendszeriés kémiai ingerekre.

A szabályozásra elsősorban az idegrendszeren keresztül kerül sor a szervezet oxigénbeviteli és szén-dioxid-ürítési szükségleteitől függően.

Az agytörzsben található légzőközpont központi szerepet játszik ebben a folyamatban.

A jelen kutatás hipotézise az, hogy amikor a tesztelési feltétel nagy koncentrációjú oxigént (O₂) tartalmazó, megfelelő mennyiségű és áramlási sebességű (8 LÉLEGZETVÉTEL) levegő belélegzésével járt, az oxigénbevitel elegendő volt a perifériás idegrendszer légzési reakció fölötti irányításának (a kémiai komponenshez köthetően) szabályzásához.

Ezzel összhangban az RF (légzésgyakoriság) szignifikánsan alacsonyabb volt (P < 0.01)a KIINDULÁSI SZINTEN T0 47,3 ± 10,1 T₀ with 47.3 ± 10.1 (T₀) értékkel, mint a Texp próba (O₂; 8 LÉLEGZETVÉTEL) 43,6 ± 9,0 értéke

Fontos megjegyezni, hogy csak a 8 LÉLEGZETVÉTELES teszthelyzet eredményezte oxigénnel nagy arányban dúsított levegő olyan minimális bevitelét, amely elegendő volt az idegrendszer által szabályozott légzési reakciók módosításához, mivel ez az áramlási sebesség és mennyiség (kb. 30-40 s-os belégzés) feltehetően elegendően hatékony.

A belégzések száma összhangban van más tanulmányokkal, amelyek a teljesítmény javulásáról számoltak be hasonló módszereket alkalmazva (8 lélegzetvétel/30-45 s).

A lélegzetvételek percenkénti számának csökkentésére adott adaptív reakció kapcsolatban állt a TAU jelenlétével és a gyorsabb, valamint szignifikánsan eltérő VO₂ válaszkinetikával a kísérleti csoportban, szemben a kontrollcsoporttal (49.8 ± 12.8 s a KIINDULÁSI SZINTEN (T₀) és 42,1 ± 12,7 s a Texp teszten (8 LÉLEGZETVÉTELNYI O₂); p < 0.01).

Az oxigénfelvétel TAU-ja (időállandó) egy olyan paraméter, amelyet az oxigénfelvételi rendszer bemeneti változásokra vagy ingerekre adott dinamikus válaszának leírására használnak.

Matematikai értelemben azt az időt jelenti, amennyi alatt a szervezet oxigénfelvétele eléri a zavaró tényezőre adott reakció teljes variációjának 63,2%-át. Ez a mi tanulmányunkban a magas koncentrációjú oxigént tartalmazó levegővel történő ellátáshoz társult.

A TAU-ra több tényező is befolyást gyakorol, beleértve a genetikát, az életkort, az edzettség szintjét, az alany egészségi állapotát, valamint az adott mozgásforma sajátosságait.

A VO₂ kinetikát szabályozó mechanizmust illetően két ellentétes hipotézis létezik.

Az egyik szerint a VO₂ edzés elején tapasztalható növekedésének mértékét korlátozza az oxigén aktív izomhoz való eljuttatásának képessége.

A másik hipotézis szerint az izommunka alatti oxigénfelhasználásra irányuló képesség korlátozó tényező a VO₂ növekedésének ütemét tekintve.

Ezek az elméletek még vita tárgyát képezik. A sport és az egészségügy területén egyértelműen kimutatták, hogy az alacsonyabb és gyorsabb TAU kapcsolatban állhat a jobb teljesítménnyel (Dupont, 2005; Dupont, 2010), a kisebb oxigénadóssággal (EPOC) és legfőképp a gyorsabb regenerálódási idővel a gyorsabb adaptív válasznak köszönhetően (Xu, 1999).

Példák néhány tesztalany TAU-jára: